高优值热电材料的能态、声子和载流子及其热应变

摘要

热电材料是一种可以实现热电转换的功能材料,目前低热电转换效率严重阻碍了热电材料的广泛应用.从微观结构入手,研究热电材料的共性特征和热应变规律是提高热电转换效率和探索新型高效热电材料的突破口.以合金型热电材料为基础,运用分子模拟技术分析合金型热电材料的能带结构和态密度、声子速度和载流子相对质量,并通过与非热电材料相应指标计算值的对比,得出二者之间相对关系以及高性能热电材料建议参数,并分析这些微观特征的热应变规律.结果表明:高优值热电材料的载流子相对质量是非热电材料的15倍,非热电材料能隙最小值是高优值热电材料的20倍,声子速度最小值是高优值热电材料的4倍;每种高优值热电材料都有最优温度区间,体现为态密度峰值高和载流子相对质量上升幅度大;同样的,高优值热电材料也有最佳温度值,在此温度值下态密度峰值和载流子相对质量可达到峰值.